罕见的原型机:Apple如何开发出最初的iPhone

“这是我一直期待了两年半的一天，”苹果公司已故首席执行官史蒂夫乔布斯在2007年1月9日推出原版iPhone时表示。

在这两年半的时间里，苹果公司秘密开发了iPhone，对于公司内部的许多人而言，该设备只有代号“M68”和“Purple 2”才知道。苹果专注于让每个人都惊讶于iPhone，这意味着许多在原始手机上工作的工程师甚至都不知道它最终会是什么样子。“这款IPHONE原型看起来很像PC”。

为了实现这种程度的保密，Apple创建了特殊的原型开发板，其中包含几乎所有iPhone的部件，分布在大型电路板上。这是第一次公开展示这块电路板，它提供了一个罕见的 历史 视角，展示了计算 历史 的一个重要部分，展示了Apple如何开发出最初的iPhone。

乍一看，红色iPhone M68原型板看起来就像是10多年前你在PC上找到的主板。它的大小大致相同，但组件略有不同。Apple为主要负责原始iPhone的软件和无线电部分的工程师开发了这种特殊的电路板，即工程验证测试（EVT）样本。这些开发人员不会知道iPhone的最终形式，有时这些主板甚至没有你在我们独家照片中看到的屏幕。Apple仅为其原型iPhone硬件使用红色印刷电路板，为生产单元提供蓝色，绿色和其他颜色。

虽然没有巨型风扇来冷却处理器或内存库，但原型确实与旧PC硬件共享一些类似的组件。顶部有一个用于测试iPod配件的串行连接器，因为iPhone也使用了Apple的30针连接器，甚至还有一个用于连接的LAN端口。两个Mini USB连接器位于电路板侧面，工程师使用它们访问主要的iPhone应用处理器和无线电（基带）。Apple工程师可以使用这些Mini USB端口为设备编码，而无需看到屏幕。

大多数使用这样一块电路板的工程师都负责将Apple的底层Darwin *** 作系统移植到iPhone上。Darwin是一个基于Unix的 *** 作系统，包含一组核心组件，可以为macOS，iOS，watchOS，tvOS和audioOS提供支持。Apple将与Darwin合作的开发人员称为“核心 *** 作系统工程师”。他们负责内核，文件系统，设备驱动程序，处理器架构以及许多其他重要的低级平台工作。这些工程师确保所有非常重要的硬件和连接能够完美运行。

iPhone原型板的其余部分与普通PC有很大不同。在顶部，您将看到一个SIM卡插槽，附近有两个用于Wi-Fi和蓝牙连接的天线。这些连接回主无线电I / O板，看起来与它在最终原始iPhone中的出货方式完全相同。这款无线电板包括来自英特尔，英飞凌，CSR，Marvell和Skyworks的芯片，展示了苹果必须与多家公司合作开发原始iPhone。

在无线电板的右侧，你会看到一个RJ11端口，它与普通固定电话使用的注册插孔相同。Apple使用这个，以便工程师可以将普通固定电话耳机插入这个iPhone开发板并测试语音电话。这些天你可以使用Apple Watch接听电话，但想象一下2006年从原型iPhone开发板拨打电话的快感。

这个原型板的核心是iPhone的核心：Apple的应用处理器。作为三星K4X1G153PC的一部分，Apple使用三星内存堆叠了620MHz ARM处理器（ARM1176JZF）来运行iPhone *** 作系统。这是一种称为封装（PoP）的集成电路封装方法，其中CPU封装在底部，存储器封装在顶部。Apple将其与4GB三星NAND卡（K9HBG08U1M）配对，用于存储 *** 作系统。绿色NAND存储模块可供开发人员轻松移除，只需插入新卡即可快速测试不同的 *** 作系统版本和更改。

在这个特定的开发板上，甚至还有一个屏幕，但是iPhone的主页按钮（这里称为菜单按钮）安装在显示器左侧的主板上，电源和音量按钮位于显示屏的左侧。董事会。我们有机会启动这个原型，它只是启动Apple徽标。使用这个特定电路板的工程师会启动类似于命令提示符来测试内核更改。我们的消息来源解释说，您也可以通过主板侧面的30针连接器将其连接到iTunes，并将其检测为可以恢复的iPhone。

在这块板子的其他地方，你会看到许多带针脚的白色连接器。较小的是用于低级调试的JTAG连接器。工程师可以将信号探头连接到其中一些连接器，以监控各种信号和电压，从而允许开发人员测试iPhone的关键软件更改，并确保它们不会对硬件产生负面影响。将所有组件都可用于在这样的吹出板上进行测试也使工程师更容易进行更改和测试，而不是在手机外壳中，您无法使用探头轻松访问组件。还有各种DIP开关可以在电路板的各个部分周围路由调试信号，以便进一步测试。

如果Apple内部的工程师在没有屏幕的情况下收到这样的开发板，则可以使用板侧面的分量视频和RCA连接器将其连接到显示器。由于侧面的立体声线路输出端口，工程师还可以测试耳机连接。甚至iPhone的主摄像头也安装在电路板上进行测试，还有一个巨大的空间来测试电池。如果工程师没有连接电池，则顶部的DC连接器可用于外部电源。Apple还为接近传感器测试标记为“prox flex”的空间留出了空间。

从这款iPhone开发板上可以清楚地看到，苹果公司在推出iPhone之前几个月就想到了工程师的一切。类似的主板将在2006年和2007年的6月29日推出原版iPhone之前使用。

如今苹果不再使用如此大的主板进行iPhone开发。该公司转向iPhone 4的小型主板，在最近的一些iPhone型号上采用了大而笨重的安全防护罩。这使得iPhone开发人员可以在设计秘密的情况下处理最终形式的硬件。许多其他手机制造商也在最后的开发阶段使用类似的巨型机箱来保密。

这个早期的原型很好地提醒人们，创造一种现在每天都有数百万人随身携带的设备所带来的巨大工作和保密性。很难看到像iPhone这样的早期硬件示例，尤其是在它首次开发10多年后。

“我认为我们已经度过了最糟糕的时期，”丰田 汽车 全球采购经理Kazunari Kumakura近日公开表态，我们看到了复苏的迹象，并预计产量将从12月开始恢复。

过去一年时间，因疫情和全球 汽车 芯片短缺给 汽车 行业带来的巨大冲击，造成车企阶段性减产以及零部件供应商业绩低于预期的状态，或许很快就会得到缓解。

国际评级机构预测，随着新的芯片产能开始投产，全球芯片供应将从2022年年中开始全面改善。然而，在2023年中期之前，一定程度上仍然会出现结构性短缺。

按照高工智能 汽车 研究院监测数据显示，以国内市场为例，从今年3月开始，新车上险量连续数月小幅滑坡，但从9月数据（16585万辆，环比增长728%）来看，下滑态势有止步的迹象。

不过，从目前情况来看，不同主机厂的芯片短缺情况会在接下来的四季度出现分化。 部分类似丰田（主要Tier1电装参股瑞萨）这样的厂商，可能会优先得到供应保障，而依赖第三方Tier1的车企，则需要被排队“分配”。

日本主要的 汽车 芯片制造商瑞萨电子上周三宣布，计划到2023年将 汽车 用芯片（尤其是高端MCU）和相关电子产品的关键部件供应能力提高50%以上。

“我们一直在增加市场供应，但需求也一直强劲。”瑞萨高级副总裁Takeshi Kataoka表示 ，公司还将把目前缺货严重的低端MCU产品产能提高约70%，主要是通过扩大内部工厂的产能。同时，高端MCU则将借助外部第三方芯片代工厂。

不过，按照瑞萨电子的评估，“至少要到2022年，才能解决需求供给失衡问题。至于具体时间是2022年下半年，还是2023年初，现在还无法做出准确的判断。”

英飞凌是另一家全球 汽车 半导体的重要供应商，尤其是大众集团这个大客户，后者去年开始上市的ID系列纯电动车中，英飞凌提供了超过50颗不同应用的芯片。

该公司负责人披露，目前一辆普通燃油车大概有价值450美元的半导体元器件成本，用于从信息 娱乐 系统到各种不同的车身控制等功能。而一辆智能电动 汽车 的芯片成本大概在900-1000美元左右。

在谈及结构性需求问题时，该负责人认为，短期内电动化需要的芯片（比如，功率半导体）短缺影响相对更小，而涉及到车身及控制类芯片影响更大，因为这些产品和消费类电子共通性更大。 “这也解释了为什么这一轮 汽车 减产潮 ，并没有对纯电动车产量产生明显的影响。”

英飞凌在去年完成对赛普拉斯半导体公司的收购，继续保持其在功率半导体和安全控制器领域的全球份额龙头地位，同时借助赛普拉斯的规模补充，跃居成为全球第一的车用半导体供应商。

近日，该公司宣布计划明年将原计划投资额增加50%至约24亿欧元，将主要用于厂房和设备等产能扩张项目。上个月，其位于奥地利的新工厂正式投产，投资约16亿欧元。按照披露的数据，英飞凌预计今年营收将达到110亿欧元，明年将继续增长15%左右。

影响后续产能供应的积极因素，来自于英特尔和三星。

英特尔在今年宣布未来十年在欧洲将投入800亿欧元开启 汽车 芯片扩产计划，并寻求为 汽车 行业提供代工业务。按照计划，英特尔将 汽车 行业视为关键的战略重点。

该公司CEO帕特·基辛格表示，到2030年，芯片将占 汽车 成本的20%，这一数字相较于在2019年的4%比例上翻了五倍。到2030年， 汽车 芯片市场规模将翻一番，达到1150亿美元。

而三星公司通过此前布局 汽车 座舱及ADAS芯片业务，以及为特斯拉代工FSD芯片已经尝到甜头。该公司目前正在制定新的 汽车 行业发展计划，壮大 汽车 行业的芯片代工业务，与台积电、英特尔进行正面竞争。

10月7日，三星公司对外确认将在2022年投产3纳米工艺，从2025年开始量产2纳米芯片，并且预计今年资本支出将达到370亿美元左右，目前，英伟达和特斯拉已经是合作伙伴。

此外，现代 汽车 上周披露，为了减少对第三方芯片供应商的重度依赖，计划自主开发芯片。目前，该公司正与韩国晶圆代工厂（有可能是三星）和芯片设计公司进行实质性合作谈判。

“芯片短缺最严重的时期已经过去，”现代 汽车 全球首席运营官（COO）José Munoz表示，原因正是类似三星、英特尔等传统芯片巨头为 汽车 行业扩大晶圆代工产能进行了大规模投资。

而对于 汽车 芯片行业来说，接下来还有一波技术升级战。

车规级、ISO26262等行业规范，是 汽车 行业的传统准入门槛。如今，辅助/自动驾驶、联网、软件更新使整车电子系统比以往任何时候都更加复杂和网络化。网络安全评估，正在成为 汽车 半导体设计的首要考虑因素。

目前，整车分布式ECU架构已经成为过去时，减少ECU的数量和集成度更高域控制器的上车，从同时运行多个虚拟机的域控制器，到用于传感器融合、制动、转向、信息 娱乐 、远程信息处理和车身控制的模块集成，加上OTA带来的迭代升级，也引入了更大的网络安全风险。

一项名为ISO21434的标准（道路车辆-网络安全工程），定义了 汽车 中所有电子系统、组件和软件以及外部连接的网络安全工程开发实践规范。这个标准在今年8月31日正式发布。

瑞萨电子在本月已经宣布，旗下 汽车 微控制器（MCU）和SoC解决方案将从2022年1月起，全面符合ISO/SAE 21434标准规范要求。 目前，该公司的16位RL78和32位RH850，以及R-Car SoC系列产品主要面向 汽车 行业。

按照公开数据，欧洲、日本和韩国自2022年7月起，对于新车型审批，要求整车企业配备获得 汽车 网络安全管理体系（CSMS）认证的硬件产品，对于 汽车 芯片厂商来说，将是一个新的时间窗口期，市场门槛也将越来越高。

“越来越多新的功能，如远程诊断、互联网服务、车内支付、移动应用程序，以及车路协同、车云互通等重度联网功能，都增加了车辆安全的攻击面。”业内人士认为，接下来在满足法规要求的前提下，车企和供应商将共同决定安全级别和成本之间的平衡。

NXP是全球第一家通过TÜV SÜD认证的 汽车 半导体供应商，符合最新的 汽车 网络安全标准ISO/SAE 21434。这意味着，接下来满足该标准的芯片，必须从原型设计阶段开始，一直到产品生命周期结束都必须考虑网络安全。

目前，对于车企和供应商来说，最快的方式就是从ECU/域控制器开始，同时增加硬件安全模块（HSM）以及安全软件堆栈，防止未经授权的车内通信和车辆控制访问。 目前，英飞凌、ST、瑞萨、NXP等几家 汽车 芯片厂商都有相应的产品线。

比如，英飞凌近日推出的SLS37 V2X硬件安全模块（HSM），适用于V2X的即插即用安全解决方案，基于一个高度安全、防篡改的微控制器，为V2X应用程序的安全需求量身定制。从目前行业进展来看，智能网关及车路云相关硬件会率先成为网络安全细分赛道的主力军。

以芯驰 科技 G9X智能网关芯片为例，作为面向新一代车内核心网关设计的高性能车规级芯片，采用双内核异构设计，搭载独立完整且支持国密标准的硬件信息安全模块HSM，满足高功能安全级别和高可靠性的要求。

同时，这款智能网关芯片提供对OTA固件数据的来源安全验证、传输安全加密和本地安全存储和完整性校验的支持。此外，HSM加密模块还包含了一个800MHz的处理器，可支持未来多种安全服务软件。

Android一词的本义指“机器人”，同时也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机 *** 作系统的名称，该平台由 *** 作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。目前最好的是Android20的摩托罗拉Droid

ndy Rubin创立了两个手机 *** 作系统公司：Danger和Android。Danger 5亿美元卖给微软，今年成为了Kin，Android4千万美元卖给Google。 Android是Google于2007年11月05日宣布的基于Linux平台的开源移动 *** 作系统的名称，该平台由 *** 作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。它采用软件堆层（Software Stack，又名软件叠层）的架构，主要分为三部分。底层以Linux内核工作为基础，由C语言开发，只提供基本功能；中间层包括函数库Library和虚拟机Virtual Machine，由C++开发。最上层是各种应用软件，包括通话程序，短信程序等，应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程序的一部分。不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。

android

Google通过与软、硬件开发商、设备制造商、电信运营商等其他有 关各方结成深层次的合作伙伴关系，希望借助建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。

Android 作为Google企业战略的重要组成部分，将进一步推进“随时随地为每个人提供信息”这一企业目标的实现。全球为数众多的移动电话用户正在使用各种基于 Android 的电话。谷歌的目标是让（移动通讯）不依赖于设备甚至平台。出于这个目的，Android 将补充，而不会替代谷歌长期以来奉行的移动发展战略：通过与全球各地的手机制造商和移动运营商结成合作伙伴，开发既有用又有吸引力的移动服务，并推广这些产品

开放手机联盟logo

为了推广Android平台技术，Google和几十个手机相关企业建立了开放手机联盟（Open Handset Alliance）。 联盟成员包括摩托罗拉（Motorola）、HTC、SAMSUNG、LG、Intel、NVIDIA、SiRF、Skype、KUPA Map 、MTK 以及中国移动在内的34家技术和无线应用的领军企业，都将基于该平台开发手机的新型业务，应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。34家相关企业的加盟，也将大大降低新型手机设备的研发成本，完全整合的“全移动功能性产品”成为“开放手机联盟”的最终目标。这34家企业中并不包含把持Symbian的Nokia公司，以及凭借着iPhone风光正在的Apple公司，美国运营商AT&T和Verizon，当然微软没有加入，独树一帜的加拿大RIM和他Blackberry也被挡在门外。

“开放手机联盟”表示，Android平台可以促使移动设备的创新，让用户体验到最优越的移动服务，同时，开发商也将得到一个新的开放级别，更方便的进行协同合作，从而保障新型移动设备的研发速度。

手机开放联盟大家庭成员名单：

1、主要手机和其他终端制造商

Motorola（摩托罗拉）- 美国（美国最大的手机制造商，著名老牌IT公司）

Sony Ericsson（索尼爱立信）- 英国（索尼和爱立信的合资公司，欧洲第二大手机公司）

HTC（宏达国际电子）- 台湾（Palm等多款智能手机的代工厂，多普达手机母公司）

Samsung Electronics（三星电子）- 韩国（亚洲最大手机公司）

LG Electronics（LG电子）- 韩国（亚洲第二大手机公司，韩国第二的电子品牌）

Lumigon （丹麦陆力更手机公司）- 丹麦（丹麦著名智能手机公司）

ARCHOS（爱可视）- 法国（全球性的消费电子设备制造商）

TOSHIBA（东芝）- 日本（日本IT行业的先锋）

2、主要移动运营商

China Telecom-中国电信（世界最大的中文综合信息服务提供商。骨干网带宽达到14T。中国唯一的通信全业务提供商，拥有卫星业务（重组时兼并卫通民用业务）。）

ChinaMobile（中国移动）- 中国（全球最大的移动运营商，截至09年9月底 有503亿用户）

China Unicom（中国联通）- 中国

KDDI - 日本（2900万用户）

NTT DoCoMo（日本电信电话公司）- 日本(5200万用户）

Sprint Nextel（美国斯普林特Nextel公司）- 美国（美国第三大移动运营商，5400万用户）

Telecom Italia（意大利电信）- 意大利（意大利主要的移动运营商，3400万用户）

Telefónica - 西班牙（在欧洲和拉美有15亿用户）

T-Mobile - 德国（德国电信子公司，在美国和欧洲有11亿用户）

3、半导体公司

ST（意法半导体）- 欧洲（欧洲最大半导体公司）

Infineon（英飞凌科技）- 德国（欧洲第二大半导体公司）

ST-Ericsson（ST爱立信）- 欧洲（整合爱立信移动平台与ST-NXP Wireless公司）

Audience Corp（听众）- 美国（音频处理方案供应商）

Broadcom Corp（博通）- 美国（无线半导体主要供应商）

Intel（英特尔）- 美国（桌面与移动平台CPU方案供应商）

Marvell Technology Group（俊茂微电子）- 美国（宽带通信和存储解决方案供应商）

NVIDIA（英伟达）- 美国（桌面与移动平台图形处理方案供应商）

SiRF（瑟夫）- 美国（GPS与无线通信技术供应商）

Synaptics（新思）- 美国（移动设备触摸板、输入设备与手机用户界面技术提供商）

Texas Instruments（德州仪器）- 美国（数字信号处理与模拟技术半导体供应商）

Qualcomm（高通）- 美国（数字信号处理与模拟技术半导体供应商）

HP（Hewlett-Packard Development Company, LP；惠普）- 美国（数码产品综合方案供应商）

MediaTek（联发科）- 中国台湾（IC芯片设计商）

4、软件公司

Aplix - 日本（移动设备JAVA技术推广与领导者）

Ascender - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；手机字体提供商）

Skype<eBay> - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；互联网电话技术提供商）

Esmertec（微迅）- 瑞士（移动通讯和嵌入式解决方案软件供应商）

Living Image - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；专业图形提供商）

NMS Communications - 加拿大（通信行业解决方案和软硬件产品提供商）

Noser Engineering AG - 德国（企业解决方案提供商）

Nuance Communication - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；语音识别技术与显像解决方案提供商）

PacketVideo - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；移动设备多媒体播放软件供应商）

SkyPop - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>移动手机服务提供商）

Sonix Network - 美国（开放手机联盟<Open Handset Alliance>；数据管理、网站经营与信息技术服务管理方案解决商）

TAT-The Astonishing Tribe - 瑞典（移动设备UI设计公司）

Wind River Systems（风河）- 美国（无线设备和消费电子产品嵌入式软件开发商，已被英特尔收购）

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